Минимальный процент армирования железобетонных конструкций

Пользователи не найдены

Напряжение арматуры при производстве ЖБИ

Застройщики зачастую встречаются с такой проблемой как трещины в плитах и в других железобетонных изделиях. К сожалению, такое явление бывает не редким, если производители экономят на качестве арматуры. Вследствие чего у ЖБИ выходит малая прочность на нагрузки. Как этого избежать, расскажем вам в статье.

При изготовлении ЖБ изделий применяют три метода напряжения арматуры:

• Механический. При этом способе арматуру растягивают с помощью механических рычагов, домкратами, гаечных ключей и пр. Далее заливают в форму бетон и держат до набора 70%-ой прочности. Такие изделия получаются с предварительно напряженной арматурой;
• Электрохимический. Самый простой способ. Заключается в пропускании через арматуру силы тока. Стержни нагреваются до температуры 300-400 градусов и растягиваются. Далее заливается бетон и после его схватывания, ток выключают;
• Физико-химический. Для этого способа применяют расширяющий цемент. Бетон расширяется при твердении, а арматура становится длиннее.

В практике применяют два способа натяжения арматуры:

• На упоры. Перед тем, как залить бетон или в процессе заливки;
• На бетон. После его отвердения.

Причины возникновений трещин в ЖБИ могут быть разные, например:

• Минимальный процент армирования. Допустимая минимальная норма 0,05%;
• Не соблюдена вся технология армирования. Это может быть: ошибки в марке или прочности арматуры; самовольное увеличение толщины армирования, не предусмотренное в проекте;
• Коррозия арматуры. Для предотвращения этого фактора, многие производители обрабатывают арматуру специальными растворами, защитным покрытием, добавляют в бетонную смесь полимерные добавки.

Изделия ЖБ с предварительно напряженной арматурой являются одной из основ строительства зданий, аэродромов, масштабных конструкций. На заводе ПТЖБ для вашего выбора есть – дорожные и аэродромные плиты, плиты перекрытия, стойки, сваи, фундаменты и другие армированные изделия. Наши изделия имеют качественные армирования по ГОСТ и ТУ. Также по вашему запросу, мы можем отправить все необходимые сертификаты и паспорта.

Интересный факт. Из блоков с напряжённой арматурой сделана скульптура «Родина-мать» в Волгограде.

Определение эффективных параметров армирования железобетонных конструкций

В настоящее время монолитный железобетон (обеспечивающий произвольную форму изделий, свободу планировочных решений и многое другое) получил большее распространение и применение по сравнению со сборным железобетоном (ограниченная номенклатура сборных изделий и пролет). В то же время сборные изделия прошли проверку временем по надежности и долговечности, а их армирование является оптимальным с точки зрения некоего условного соотношения «материал — стоимость конструкции». В монолитных же конструкциях величина арматуры в большинстве случаев является переменной и зависит от многих исходных факторов: геологии, типа фундамента, нагрузки, геометрии здания и т.д.

Это нужно понимать при проектировании монолитных конструкций и не идти на поводу у заказчиков, далеких от инженерного дела и желающих в первую очередь оптимизировать свои расходы на строительство.

Как известно, чтобы обеспечить необходимую прочность и устойчивость здания или сооружения, следует провести соответствующие расчеты и подобрать необходимое количество арматуры для восприятия действующих нагрузок. При этом в конструкциях должны быть соблюдены требования как по 1-й группе (прочность, устойчивость), так и по 2-й группе (прогибы, ширина раскрытия трещин) предельных состояний.

В практике проектирования сформировался определенный условный параметр, по которому можно оценить затраты металла в конструкции: содержание арматуры в бетоне (как правило, берут вес всей арматуры в конструкции — продольной и поперечной — и делят на объем ее бетона, получая параметр в кг/м³).

При этом в действующих строительных нормах [1−3] такой параметр напрочь отсутствует и он никоим образом не регламентируется. В нормативах указывается только необходимость обеспечить в сечении элемента минимальный процент арматуры от площади бетона (min 0,05−0,25%) и опосредованно рекомендован оптимальный процент армирования в конструкциях на уровне примерно 3% (это опять же отклик оптимизации для сборных конструкций).

До какой-то степени величина содержания арматуры в конструкциях отражена в некоторых сметных нормативах [4, 5]. Там величина арматуры в бетоне находится в пределах 190- 200 кг/м³ — опять же без привязки к различным изменчивым исходным данным.

Для оценки величины содержания арматуры в бетоне монолитных конструкций проведем небольшой численный эксперимент. Возьмем для примера фрагмент плиты размерами в плане 1,0×1,0 м с двумя арматурными сетками у каждой грани, имеющими шаг стержней 100×100 мм, и проследим изменение содержания арматуры в бетоне в зависимости от изменения некоторых исходных параметров: толщины плиты и диаметра арматуры (рис. 1).

Как видно из приведенных выше данных, даже при «идеальных» условиях проектирования (отсутствие поперечной арматуры, дополнительного армирования, различных элементов локального усиления и т.п.) величина содержания арматуры, например, для элемента толщиной 200 мм с размещенной в нем арматурой из двух сеток диаметром 10 мм составляет 123,2 кг/м³. При наличии же различных дополнительных факторов суммарное содержание арматуры в бетоне будет резко расти.

Довольно трудоемкую и рутинную работу по определению содержания арматуры в бетоне для некоторых отдельных элементов и всего сооружения в целом на начальном этапе проектирования (еще до начала разработки чертежей стадии КЖ/КЖИ) с довольно высокой точностью можно выполнить в программе SCAD++. В режиме «Экспертиза железобетона» постпроцессора «Железобетон», используя операцию Вес заданной арматуры (рис. 2), можно в реальном времени не только определить расход арматуры, но и заодно (что очень важно) проверить, насколько заданная арматура удовлетворяет необходимым критериям прочности конструкции согласно выбранным нормам проектирования.

При этом нужно помнить, что программа считает расход:

• арматуры без учета ее нахлеста и загибов, которые могут добавлять в реальный расход арматуры около 15−20%;
• бетона с учетом пересечения элементов, поскольку стыковка элементов происходит по оси стержневых и срединной плоскости плитных элементов (увеличение около 5−10%).

а)
б)
Рис. 1. Содержание арматуры в бетоне (кг/м3) для монолитного фрагмента площадью 1 м2 при различных исходных данных: а) при разных диаметрах арматуры, б) при разных толщинах плит

Суммарный расход арматуры и бетона в любом здании зависит от многих факторов, которые можно в некоторой степени скорректировать на начальной стадии расчета и проектирования. Основные факторы, которые влияют на расход бетона и арматуры в конструкциях и зданиях, приведены в табл. 1.

В табл. 2 мы покажем на различных типах реальных зданий и сооружений, насколько изменчивой может быть величина содержания арматуры в бетоне и как она зависит от различных исходных данных — типа фундамента, шага несущих вертикальных элементов, толщины элементов, этажности здания, величины нагрузки и т.д.

Более точно содержание арматуры в бетоне можно определить по формуле:

Выводы

• Все вышесказанное дает основания утверждать, что содержание арматуры в бетоне (кг/м³) для монолитных конструкций не является величиной постоянной и в большой степени зависит от меняющихся выходных данных — типа фундамента, шага несущих вертикальных элементов, толщины элементов, этажности здания, величины нагрузки и многих других факторов.
• Величина содержания арматуры в бетоне конструкций является сугубо индивидуальной характеристикой каждой конкретной конструкции и должна базироваться на соответствующих прочностных расчетах, быть следствием этих расчетов, а также отвечать конструктивным требованиям, предъявляемым к данному типу конструкции.
• С помощью новых функций, реализованных в 21-й версии программы SCAD++, появилась возможность на начальном этапе проектирования (стадия расчетной схемы) оперативно получить данные о расходе бетона и арматуры как для отдельного элемента, так и для всего здания в целом. На основании полученных данных проектировщик при необходимости принимает решение об изменении конструктивной схемы здания и оценивает, насколько эти изменения влияют на содержание арматуры в бетоне. В предыдущих версиях ПК SCAD такая задача тоже решалась, но намного более трудоемко, и при этом она требовала от проектировщика очень много времени на выполнение большого количества рутинных операций.

Литература

1. СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения (Актуализированная редакция СНиП 52−01−2003).
2. СП 52−101−2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры.
3. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций и тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52−101−2003).
4. ГЭСН 81−02−06−2001.
5. ФЕР 06−01−001−17.

Армирование в процентах | REконструкция

Бетон - строительный материал, который хорошо работает на сжатие и плохо на растяжение. Цель армирования бетона легко показать на железобетонной балке, работающей на изгиб.
При изгибе балки её верхняя часть сжимается и бетон здесь работает хорошо. Нижняя часть при изгибе растягивается и тут появляются трещины. При армировании нижней части балки растяжение будет воспринимать арматура. Армирование в средней части балки не работает вообще, поэтому смысла туда залаживать арматуру нет.

Типовая схема армирования армопояса

Железобетон позволяет использовать все преимущества бетона как искусственного камня и стальной арматуры, хорошо работающей на растяжение.

Согласно пособию к СНиП 52-101-2003 п. 5.11 и таблица 5.2, минимальный процент армирования продольными стержнями сечений железобетонных конструкций, работающих на изгиб, устанавливается в 0,1%. При этом в расчёт включается только арматура в верхнем и нижнем поясе армирования, при наличии дополнительных стержней, защищающих конструкцию от возникновения наклонных трещин, минимальный процент армирования принимается 0,2%.
По опыту проектирования железобетонных изделий оптимальный процент армирования составляет:
1-2% от площади поперечного сечения - для балок
0,3-0,6% - для плит перекрытия.

Максимальный процент армирования.
Независимо от класса бетона и усилительных элементов, наибольший процент вхождения арматуры в сечение изделия не должен превышать 5% в случае с колоннами и 4% во всех остальных случаях.

Вывод: принцип - чем больше железа в бетоне, тем лучше - неверный и как видите может получится наоборот. Не забывайте, что стоимость арматуры составляет треть стоимости материалов всей ж/б конструкции.

Избранные задачи расчета минимальной арматуры по правилам PN-EN -

ОБЗОР

В статье предлагается новый метод определения минимального армирования за счет образования трещин в железобетонных элементах.Он заключается в непосредственной проверке ширины трещины предполагаемой арматуры. Если ширина трещины равна предельной, то предполагаемое армирование равно минимальному. Положения стандарта были дополнены дополнениями из немецкого национального приложения и изменены правила определения этого усиления. Были определены методы уровня 0, в которых выполняются расчеты напряжений при царапании, методы уровня 1, в которых рассчитываются напряжения термической усадки, и методы уровня 2, которые учитывают более сложные явления.Расчеты производятся для двух критических членов.

РЕЗЮМЕ

В статье представлен новый метод определения минимального армирования для контроля ширины трещины в железобетонных элементах. Он основан на прямых расчетах ширины трещины для предполагаемой арматуры. Если расчетная ширина трещины равна предельному значению, предполагаемая арматура является минимальной арматурой для контроля ширины трещины. Положения норм проектирования PN-EN были дополнены дополнениями из немецкого национального приложения, а также были организованы правила определения минимального армирования.Были определены три уровня точности: уровень 0, на котором выполняются расчеты напряжений растрескивания, уровень 1, на котором рассчитываются напряжения, вызванные усадкой и тепловыделением гидратации, и уровень 2, на котором учитываются более сложные явления. Расчеты выполнены для двух критических членов.

Положения о минимальном армировании из-за царапания появились в польских стандартах в 1999 г. Они были взяты из проекта Еврокода [4]. Положения стандарта 2002 г.[3] взяты из более поздних версий Еврокода, но они отличаются от текущего стандарта PN-EN [1]. В статье [6] есть обширное сравнение этих стандартов. В нем указано, что стандарт 2002 г. [3] не следует использовать для расчета минимальной арматуры. Принципы, содержащиеся в новом стандарте [1], более рациональны. Хотя эти правила были включены в польские стандарты в течение 19 лет в различных версиях, их применение все еще может вызывать сомнения, а в некоторых случаях они могут иметь большое влияние на проектируемую арматуру.Область применения этих положений широка, и мы рассмотрим их в двух статьях.

В первой мы обсудим сами принципы, а во второй обсудим примеры их применения.

Следует учитывать растрескивание, вызванное как прямыми нагрузками, так и ограничением вынужденных деформаций. Положения о минимальном армировании имеют особое значение при рассмотрении вынужденных деформаций, т. е. деформаций, возникающих в результате отсутствия свободы термических и усадочных деформаций, т.е.подпорные стены и фундаментные плиты.

В стандарте ПН-ЕН [1] есть общее требование, касающееся минимальной площади поперечного сечения арматуры вследствие образования трещин (здесь и далее арматуру будем обозначать mincr, а цитату из [1] ниже - доктрина мин _кр ). Если требуется проверить ширину трещины, то в местах, где ожидается возникновение растяжения, следует укладывать арматуру, сцепляющуюся с бетоном, в количестве не менее минимальной арматуры из-за образования трещин.

Положения минимума _cr должны поэтому применяться ко всем зонам, где может возникнуть растягивающее напряжение, независимо от величины любого растягивающего напряжения. Встречающееся иногда мнение, что в железобетонных элементах, где растягивающие напряжения не превышают предела прочности бетона на растяжение, армирование можно не рассчитывать, противоречит стандарту. Возможны случаи, когда бетон царапается из-за факторов, не предусмотренных в расчетах, которые никак не контролируются проектировщиком.Согласно современным нормам, в железобетонных конструкциях все внутренние растягивающие усилия должны передаваться через арматуру, не следует предполагать, что удастся избежать царапания, а возможные трещины должны находиться под контролем (кроме случаев, оговоренных в стандарте). ).

Рис. 1. а) Эффективная высота поля hsk по [2] в зависимости от толщины элемента h и расстояния от края элемента до центра арматуры; б) напряжения бетона для определения минимального армирования

Расчет минимальной арматуры согласно PN-EN

Формула должна быть

(1)

где: А _{с, min} - минимальная площадь поперечного сечения арматуры, А _ct - площадь поперечного сечения зоны растяжения бетона непосредственно перед царапанием, f _{ct, eff} - эффективная прочность бетона на растяжение, т.е. растягивающее напряжение в бетоне, в котором возникает трещина, σ _s - напряжение в арматуре, возникающее сразу после образования трещины, k - коэффициент, используемый для учета влияния остаточных напряжений на растрескивание.Коэффициент k _c определяют путем сравнения распределений внутренних сил, возникающих непосредственно до и сразу после царапания; это обеспечивает правильную оценку напряжений, которые возникнут в арматуре сразу после образования трещины. При осевом растяжении к _с = 1,0. Если царапание происходит в молодом бетоне, можно предположить, что прочность f _{ct, eff} ниже, чем f _ctm . Более подробных рекомендаций в стандарте ПН-ЕН нет.Согласно немецкому приложению к Еврокоду [2], в случаях, когда причиной царапания является прежде всего отток теплоты гидратации, можно принять f _{ct, eff} = 0,5 f _ctm . Однако, если рассчитать mincr, необходимый из-за эффектов, которые могут возникнуть после достижения бетоном полной прочности, то следует принять f _{ct, eff} = f _ctm - это приводит к очень сильному минимальному армированию .

В формуле (1) предполагается, что сечение находится в фазе I непосредственно перед растрескиванием, а максимальное растягивающее напряжение в бетоне равно эффективной прочности бетона на растяжение kfcteff. После образования трещин бетон в сечении с трещинами не передает растягивающих напряжений. Должна использоваться клеевая арматура, достаточная для того, чтобы выдерживать растягивающие усилия, которые возникнут сразу после образования трещины.

В результате действия остаточных напряжений поперечное сечение растрескивается при среднем значении напряжения ниже предела прочности бетона.Это явление можно учесть, приписав бетону приведенную прочность на растяжение (умножив на коэффициент k ≤ 1) или уменьшив площадь поперечного сечения зоны растяжения, умножив эту площадь на коэффициент k .

В толстых компонентах неравномерность отвода теплоты гидратации и усадка при сушке больше, чем в тонких компонентах. Таким элементам присваиваются меньшие значения к .

Немецкое приложение [2] содержит четыре важных дополнения, которые, по нашему мнению, также стоит использовать в Польше.

Рис. 2 Определение коэффициента k по [2]

Немецкие дополнения к Еврокоду

В немецком национальном приложении к Еврокоду [2] (приложение имеет более 100 страниц и содержит множество пунктов, помеченных как NCI (аббревиатура для непротиворечивой дополнительной информации), есть несколько важных дополнений к пунктам, которые касаются обсуждаемых проблем в статье можно назвать следующий текст (в [2] это пункт NCI Zu 7.3.2 (2)). Если вынужденные внутренние усилия не достигают значений, вызывающих царапание, сечение минимальной арматуры можно уменьшить. В таких случаях минимальную арматуру следует определять путем проектирования поперечного сечения на расчетные вынужденные внутренние усилия с учетом требований по ограничению ширины рис.

Это правило может оказать серьезное влияние на количество арматуры, мин _кр , так как согласно формуле (1) площадь поперечного сечения этой арматуры пропорциональна принятым в расчетах напряжениям вытяжки.

Второе немецкое дополнение важно при проектировании более толстых элементов. Эффективное поле растяжения А _{с, эфф} определяется иначе, чем в ПН-ЕН. Предполагается, что остаточные напряжения передаются эффективными полями hsk на обеих поверхностях элемента (рис. 1), которые определяются по формуле:

(2)

Зона армирования должна соответствовать двум требованиям

(3)

В Третьем немецком дополнении указано, что при расчете ширины трещины, вызванной одновременным действием приложенной и прямой нагрузок, используются одни и те же принципы и формулы.Деформации, вызванные прямыми нагрузками в фазе II, должны быть увеличены на значения, возникающие в результате возбуждения. Если деформация (в фазе II) из-за возбуждения не превышает 0,8 % (т. е. напряжение не превышает 160 МПа), обычно достаточно рассчитать ширину трещины на основе большего значения, полученного в результате возбуждения или нагрузки. . Правил по этому вопросу в PN-EN нет. в четвертом немецком приложении рекомендуется определять значение k-фактора по рис.2. В Немецком дополнении проводится различие между «внутренними» ограничениями (например, усадкой и отводом тепла гидратации) и «внешними» ограничениями (например, осадками фундаментов). Для «внешних» пределов k = 1, а для «внутренних» пределов максимальное значение равно 0,8. Стандарт PN-EN не различает эти два типа ограничений.

Доктрина mincr полезна, потому что она обращает внимание проектировщиков на необходимость учитывать важные явления. Однако формулировка учения в ПН-ЕН слишком далеко идущая, и применение ее на букву в случаях, когда растягивающие напряжения очень малы, может привести к чрезмерному износу арматуры.

С другой стороны, учитывая случайный характер явлений, которые могут поцарапать бетон, необходимо минимальное армирование.

Применение стандарта [1] с немецкими дополнениями [2], по-видимому, приводит к рациональным решениям во всех случаях. Полагаем, что изложенный выше принцип можно считать научно обоснованным развитием положений стандарта ПН-ЕН.

Рис. 3. Остаточные и вынужденные напряжения: а) разделение термоусадочных напряжений (ТУ) на вынужденные и самоуравновешивающиеся остаточные напряжения; б) напряжения ТС в двух терминах - графики обычно малой значимости удалены [5]

Концепция организации правил определения арматуры по термоусадочным напряжениям

Два критических срока и три уровня анализа

Из-за явления термической усадки (TS) можно выделить два критических срока.Напряжения TS представляют собой сумму линейно распределенных вынужденных напряжений и самоуравновешивающихся внутренних напряжений. Первый критический срок наступает на этапе возведения конструкции, через несколько дней после укладки бетона, когда бетон можно считать затвердевшим, а рассматриваемый элемент остывает. В этот период деформации ТС являются единственным источником напряжений (помимо собственного веса конструкции), а собственные напряжения играют доминирующую роль. Поэтому элемент имеет принципиальное значение - в элементах малой массивности эти напряжения малы.

Вторая критическая дата наступает намного позже. На царапание в этот период влияют напряжения, возникающие в результате ограничения свободы сокращения, достигающие максимальных значений через длительное время. Например, при рассмотрении горизонтальной арматуры подпорной стены необходимо рассчитать вынужденные напряжения TS, возникающие в стене, которая не может свободно укорачиваться, так как связана с ранее выполненным фундаментом. В этот период при расчете ширины трещин необходимо учитывать и другие воздействия, возникающие на этапе эксплуатации конструкции.Если последствия этих действий могут суммироваться со стрессами TS, то можно принять во внимание третье немецкое дополнение.

В обоих случаях для расчета ширины трещины можно использовать таблицу из [5], основанную на общей теории стандарта PN-EN.

Для расчета минкр арматуры из элементов (щитов, балок, пластин) выделяются воображаемые, аксиально растянутые стержневые элементы, представляющие собой растянутую зону (рис. 4).

Рис.4. Моделирование сечений стенок: а) стенка, искривленная в своей плоскости, например, давлением жидкости; б) пластина изгибается и растягивается; в) цель

Решающая продольная сила N в мнимом элементе может быть определена методами уровня 0 или методами уровня 1.

В методах уровня 0 расчеты производятся для напряжений, равных kf _{ct, eff} . Нет необходимости рассчитывать напряжения TS.

Из расчетов нельзя сделать никаких выводов о расположении арматуры, влиянии шага деформационных швов и рабочих швов на требуемую арматуру.

Методы уровня 1 требуют расчета TS-напряжений. Напряжения не предполагаются, но рассчитываются, например, с помощью FEM. Эти методы основаны на тех же допущениях, что и обычно используемые на практике расчеты железобетонных конструкций, - внутренние силы определяются в предположении упругости (возможно, с учетом ползучести путем применения эффективного модуля упругости). Тогда можно рассчитать внутренние усилия без применения арматуры, а ширину трещины можно будет учесть еще на этапе проектирования.

Результаты таких расчетов зависят от напряжений ТС, т.е. от скорости твердения цемента и от распределения неразъемных и рабочих соединений. Результаты также содержат информацию о распределении напряжений TS и позволяют получить возможные выгоды от применения первой немецкой добавки.

Результаты расчетов МКЭ, основанные на предположении об упругости, дают информацию о напряжениях в элементах, где не образовались трещины. Уменьшение царапающей жесткости уменьшит напряжения в областях с наибольшим напряжением.Поэтому можно предположить, что результаты расчетов на уровне 1 приводят к тщательной оценке состояния конструкции и ширины чертежа

Усовершенствованием методов Уровня 1 являются методы Уровня 2, которые учитывают неупругие свойства конструкции и, прежде всего, влияние образования трещин на снижение жесткости растянутых элементов.

В следующей статье приведены примеры применения этих принципов.

проф. доктор хаб. англ. Михал Кнауфф 9000 4

Варшавский университет естественных наук

Магистр наукБартош Гжешиковски 9000 4

др инж. Агнешка Голубинска 9000 4

Варшавский технологический университет

Ссылки

1. PN-EN 1992-1-1: 2008 / NA: 2010 Еврокод 2: Проектирование бетонных конструкций. Часть 1-1: Общие нормы и правила для построек.
2. DIN EN 1992-1-1/NA. Nationaler Anhang — Национальный параметр festgelegte — Еврокод 2: Bemessung und Construktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken — Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln fur den Hochbau, 2011.
3. PN-B-03264: 2002 Бетонные, железобетонные и предварительно напряженные бетонные конструкции. Статические расчеты и проектирование.
4. ЕНВ 1992-1-1. Еврокод 2: Проектирование бетонных конструкций. Часть 1-1. Общие нормы и правила для сооружений, 1991.
5. М. Кнауфф, Б. Гжешиковски, А. Голубиньска, Примеры расчета железобетонных конструкций, Книга 3 "Зарисование", PWN, Варшава 2017.
6. М. Кнауфф, Почему нельзя использовать стандарт PN-B-03264:2002 для расчета трещин в бетонных конструкциях, "Inżynieria i Budownictwo" № 4/2016.

Сдвиг железобетонных элементов

При проверке железобетонных элементов на сдвиг будем использовать следующие обозначения нагрузок:

{V_ {Rd.c}} - расчетное сопротивление элемента без поперечной арматуры

{V_ {Rd.s}} - расчетное значение поперечной силы, возникающей при достижении в поперечной арматуре предела текучести

{V_ {Rd.\Max}} - расчетное значение максимальной поперечной силы, которую может передать элемент

Несущая способность элемента с параллельными полосами находится по формуле:

Сдвиг в железобетонных элементах - стандарт PN-EN 1992-1-1

Стандарт PN-EN 1992-1-1 довольно подробно описывает рабочий процесс для проверки несущей способности на сдвиг:

1. Если {V_ {Ed}} \ le {V_ {Rd}}, то арматура в данном поперечном сечении не требуется. Несмотря на это, EC2 требует минимальной поперечной арматуры в этом случае, что будет обсуждаться позже. Исключением из использования арматуры с минимальным сдвигом являются все типы плит, в которых возможно перераспределение нагрузок и «менее важные» элементы (например,перемычки с пролетом менее 2м), что существенно не влияет на несущую способность и устойчивость конструкции.
2. В сечениях, где {V_ {Ed}}> {V_ {Rd.c}} арматура на сдвиг должна применяться так, чтобы выполнялось условие {V_ {Ed}} \ le {V_ {Rd}}
3. В любом поперечном сечении сумма расчетной поперечной силы и составляющих поперечной силы в полках не может превышать максимальное предельное усилие {V_ {Rd. \ Max}}
4. Растягивающаяся арматура должна выдерживать дополнительную растягивающую силу из-за сдвига
5. Если преобладающей нагрузкой является равномерно распределенная нагрузка (см. рисунок ниже), расчет поперечной силы в сечениях ближе, чем d к опорной поверхности, не требуется проверять.Затем поперечную арматуру распределяют с одинаковой интенсивностью на отрезке длиной d, а также необходимо проверить, чтобы поперечная сила на опоре не превышала {V_{Rd.\Max}} (см. рисунок ниже)

Проектирование железобетонных конструкций по Еврокоду 2 (Михал Кнауф)

Элементы, не требующие расчета поперечной арматуры.

{V_ {Rd.c}} = \ max \ left \ {{\ begin {matrix} {{} {}} {\ left [{{C_ {Rd.c}} k {{\ left ({100 { \ rho _l} {f_ {ck}}} \ right)} ^ {\ frac {1} {3}}} + {k_1} {\ sigma _ {cp}}} \ right] {b_w} d} \\ {\ left ({{\ nu _ {\ min}} + {k_1} {\ sigma _ {cp}}} \ right) {b_w} d} \ end {matrix}} \ right.{\ гидроразрыва {1} {2}}

{f_ {ck}} - прочность бетона на сжатие [МПа]

d - эффективная высота поперечного сечения [мм]

{А_ {сл}} - площадь сечения растянутой арматуры, выходящей на расстояние не менее \ влево ({{л_ {бд}} + д} \ вправо) за пределы рассматриваемого сечения, ниже схема правильного толкования арматуры {А_ {сл}}

{b_w} - наименьшая ширина зоны растяжения поперечного сечения [мм]

{\ sigma _ {cp}} = \ max \ left \ {{\ begin {matrix} {{} {}} {\ frac {{{N_ {Ed}}}} {{{A_c}}}} \ \ {0.2 \ cdot {f_ {cd}}} \ end {matrix}} \ right.-напряжение сжатия в бетоне на уровне центра тяжести сечения, вызванное продольной силой и/или предварительным напряжением [МПа]

{N_ {Ed}} - продольная сила [Н], вызванная нагрузкой или предварительным напряжением (для сжатия {N_ {Ed}}> 0; влиянием вынужденных деформаций на силу {N_ {Ed}} можно пренебречь

{A_c} площадь поперечного сечения бетона [мм]

Элементы, требующие расчета поперечной арматуры.

В этой части курса мы рассмотрим наиболее распространенный метод поперечной арматуры, а именно вертикальную арматуру в виде хомутов.\ цирк {V_ {Rd}} = \ min \ left \ {{\ begin {matrix} {{} {}} {\ frac {{{A_ {sw}}}} {s} z {f_ {ywd}} \ кроватка \ theta} \\ {{V_ {Rd.\max}} = \ frac {{{\ alpha _ {cw}} {b_w} z {\ nu _1} {f_ {cd}}}} {{\ кроватка \ theta + \ tan \ theta}}} \ end {matrix}} \ right.

{A_ {sw}} площадь сечения поперечной арматуры

с - расстояние между хомутами

{f_ {ywd}} - расчетный предел текучести при сдвиге

{\ nu _1} - коэффициент снижения прочности бетона с трещинами при сдвиге, рекомендуемое значение \ nu = 0,6 \ cdot \ left ({1 - \ frac {{{f_ {ck}}}} {{250}}} \ right ) ({f_ {ck}} в МПа)

{\ alpha _ {cw}} - коэффициент зависит от напряженного состояния в сжатой полке, {\ alpha _ {cw}} = 1,0 для ненапряженных конструкций

Максимальная эффективная площадь поперечного сечения сдвига арматуры {A_ {ув.\ max}} предполагая, что \ cot \ theta = 1.0 дает зависимость:

Коэффициент поперечной арматуры:

{A_ {sw}} площадь сечения поперечной арматуры

s - шаг поперечной арматуры, измеренный вдоль оси элемента

Ширина полотна элемента {b_w}

\ угол альфа между арматурой стены и продольной осью элемента

Минимальная степень поперечной арматуры для балок:

Максимальный продольный шаг наборов поперечной арматуры не должен превышать:

Расстояние между плечами стремени в поперечном направлении не должно превышать:

В случае многосекционных хомутов это расстояние между соседними плечами, как показано на рисунке ниже.

Сдвиг в железобетонных элементах — пример 1

Условие выполнено.

Балка должна быть усилена двойными хомутами \ фи 10 на сечении 1,46 {\ rm {м}}, считая от оси опоры, с шагом 20 см, а на остальной длине с шагом 30 см.

Чертеж с развернутыми стременами:

Бетонные и железобетонные конструкции. Бетон

Бетонные конструкции представляют собой конструкции из бетона без арматуры или с арматурой меньшего размера, чем принято считать минимальным в железобетонных элементах.

Бетонные конструкции включают опоры мостов, фундаменты, массивные подпорные стены, плотины, арочные мосты, дорожные покрытия и т. д.

Железобетонные конструкции состоят из бетона и преднамеренно расположенных стержней из обычной арматурной стали. Вышеупомянутые материалы благодаря своей адгезии взаимодействуют друг с другом в этих конструкциях и составляют монолитное целое.Сталь воспринимает растягивающие напряжения, а бетон – сжимающие. Кроме того, бетон придает конструкциям определенную форму, придает им достаточную жесткость и защищает сталь от вредного воздействия окружающей среды, в которой работает конструкция, а также от высоких температур, например, при пожаре.

Свободно опертая балка: а) бетонная, б) железобетонная.

Сущность бетонных и железобетонных конструкций поясняется ниже на примере свободно опертой изгибаемой балки.При малых значениях сил, нагружающих балку, в ее сечениях будут возникать нормальные напряжения с линейным распределением, при этом в верхней зоне это будут напряжения сжатия, а в нижней зоне - напряжения растяжения. Если при увеличении нагрузки напряжения в растянутой зоне (нижней) достигнут величины, равной пределу прочности бетона, в бетонной балке появится трещина и произойдет внезапный (хрупкий) выход из строя (поломка) балки . В связи с тем, что прочность бетона на растяжение в 10-15 раз ниже, чем на сжатие, прочность зоны сжатия в бетонной балке можно использовать только на 7-10%.

Если в растянутую зону балки поместить стальные стержни, то при достижении напряжениями в этой зоне величины, равной пределу прочности бетона, также появятся первые трещины, но балка не выйдет из строя (разорвется). После растрескивания зоны растяжения растягивающие напряжения будут поглощаться стальными стержнями, взаимодействующими с бетоном. Такая балка может быть дополнительно нагружена, хотя раскрытие трещин увеличится, и, кроме того, появятся новые трещины: перпендикулярные оси в зоне наибольших изгибающих моментов и косые в зонах опоры, где возникают наибольшие поперечные усилия .Подсчитано, что в момент образования первых трещин в железобетонной балке нагрузка составляет 15-25 % от нагрузки, вызвавшей ее разрушение.

Железобетонная колонна: а) сжатая в осевом направлении, б) сжатая вне центра.

применяется не только в элементах на изгиб и растяжение, но и на сжатие, кручение и т. д. Позволяет уменьшить их сечения и повысить жесткость по сравнению с железобетонными элементами.
Армирование в железобетонных конструкциях начинает работать только при их нагружении, и роль арматуры определяется как пассивная.
Железобетонные конструкции обладают многочисленными преимуществами: достаточно высокой прочностью и устойчивостью к воздействию погодных условий, влаги, огня (огнестойкости) и статическим и динамическим нагрузкам, а также низкими эксплуатационными расходами. К недостаткам этих конструкций можно отнести большой собственный вес, трудоемкость выполнения (особенно традиционными методами), плохую тепло- и звукоизоляцию, возможность образования трещин (увеличивают риск коррозии арматуры), а также трудности при ремонте, перестройке. или укрепление существующих структур.
Недостатки железобетонных конструкций можно уменьшить благодаря рациональному проектированию и применению соответствующих технологий их реализации. Благодаря этому, а также благодаря многочисленным преимуществам железобетонные конструкции применяются во всех видах строительства. К ним относятся: жилые, промышленные и сельскохозяйственные здания, мосты, дамбы, резервуары, подпорные стены, башни шахтных подъемников, градирни, опоры ЛЭП, промышленные дымоходы и другие.

Оценка предельного усталостного состояния железобетонных конструкций по национальным и европейским стандартам

Отозванные польские стандарты четко определили требования и упростили методы проверки железобетонных конструкций на усталость на основе значений характеристических нагрузок.
Рекомендации Еврокода 2, напротив, дают большую возможность выбора метода контроля предельного состояния и более четко подчеркивают опыт и знания проектировщика.

Единичные одиночные или непрерывные нагрузки, вызывающие напряжения в размере 50 % нормативной прочности в железобетонных конструкциях арматурной стали , не превышают предела усталости данного элемента.

С другой стороны, ему могут серьезно угрожать повторяющиеся, повторяющиеся и циклические удары. Особенно подвержены этот феномен.

Методы в соответствии с национальными стандартами

По общим правилам, предусмотренным в отозванных национальных стандартах ПН-В-03264:2002 [3] и ПН-91/С-10042 [4], влияние усталости следует учитывать в конструкциях, где возникают многократно изменяющиеся нагрузки мин.5×105 раз за расчетный период использования. Эти нагрузки должны составлять не менее 60% от общей нагрузки.

При необходимости проверки усталостной прочности вводятся ограничения по качеству применяемой арматурной стали - класс А-0 не применять, а рекомендуются классы АИ, А-II, марки 18 Г2 по ПН-Б -03264: 2002 [3] или с аналогичными свойствами.

В мостовом стандарте ПН-91/С-10042 [4] также указано число 5×105 как минимальное количество раз возникновения переменных нагрузок, но его значение относится к индуцированным напряжениям, равным не менее 40% характеристического прочность стали.Ограничений по применению конкретных марок стали нет – в расчетах учитываются прутки классов от А0 до АIIIN.

Стандарт PN-B-03264:2002 [3] рекомендует проверять усталость как бетона, так и стали путем сравнения значений размахов изменения напряжений, возникающих в стали Δσs или максимальных нормальных напряжений в бетоне max Σc до их допустимых значений в соответствии со следующими условиями:

Δσ _с ≤ Δσ _sR (1)

макс.σ _{c 90 028 ≤ σ 90 027 cR 90 028 (2)}

где:

Δσ _sR - допустимый диапазон изменения напряжения в арматурной стали, зависящий от многих факторов, напр. диаметр стержня, рабочая среда, тип армирования (напряжения или мягкая арматура). Если число циклов нагрузки не превышает 107, значения Δσ _sR принимают из таблицы, приведенной в стандарте;

σ _c - максимально допустимые нормальные напряжения в бетоне, принимаемые в зависимости от того, происходит ли сжатие, растяжение или сжатие с растяжением, где максимальные напряжения не превышают 0,02 макс.о _в .

В стандарте PN-91/S-10042 [4] на усталость испытываются только сварные соединения арматурных стержней, соединения напрягаемых напрягающих элементов и напрягающих элементов в анкерных креплениях. В отношении бетона предполагалось, что в такой проверке нет необходимости.

Как и в случае с общими правилами, испытание предельного состояния по выносливости заключается в сравнении диапазонов изменчивости напряжений (вызванных характерными нагрузками) арматурной стали Δσ _ак и предварительно напряженной стали Δσ _вк с их допустимые значения.Условия, которые необходимо выполнить:

(3)

где:

ΔR _ak - диапазон изменения расчетного напряжения, принятый для 2×106 числа циклов нагрузки,

м _a - поправочный коэффициент,

Υ _жир - материальный фактор.

Поправочный коэффициент определяется по формуле:

(4)

где:

К _А - коэффициент в зависимости от типа соединения и кривизны элемента,

К _Т - коэффициент в зависимости от вида и интенсивности переменных нагрузок,

K _n - коэффициент, зависящий от количества циклов нагрузки (отличный от 2×106),

λ _T - коэффициент, зависящий от длины элемента.

(5)

где:

ΔR _вк - диапазон изменения расчетного напряжения принят за 2×106 число циклов нагрузки,

м _v - поправочный коэффициент (рассчитывается как для мягкой арматуры),

Υ _{v жир} - материальный фактор.

Методы согласно PN-EN 1992-1-1: 2004 + AC: 2008 [5] и PN-EN 1992-2: 2005 + AC: 2008 [6]

Еврокод 2, часть 1-1, в отличие от отозванных стандартов PN-B, не упоминает минимальное количество циклов или необходимый уровень нагрузки, при котором должна быть проверена усталостная прочность конструкции . .Лишь кратко упоминается, что прочность следует проверять в случае регулярных циклов нагрузки.

Минимальное количество циклов и интенсивность проверяемого воздействия определяет конструктор на основании своих знаний и опыта.

Однако при проектировании следует помнить, что стандарт в следующих разделах определяет ограничение максимальных усталостных напряжений расчетным значением предела текучести стали. В качестве ориентира указано минимальное количество циклов, для которых определяются индивидуальные стрессовые факторы и диапазоны (106 повторений).

Стандарт PN-EN 1992-2:2005 [6] также не определяет условия, при которых должны выполняться проверки на усталость. Вместо этого он перечисляет случаи, когда нет необходимости проверять усталостную способность мостовых конструкций , а именно:

Отдельные проверки выполняются для бетона и стали. Упоминаются несколько способов проверки. В случае одной амплитуды напряжения Δσ коэффициент усталости арматуры может быть описан кривыми S-N, определенными для предварительно напряженных напрягающих элементов и мягкой арматуры (РИС. 1, ТАБЛИЦЫ 1-2). Чтобы их использовать, отметьте на чертеже предполагаемое количество циклов нагрузки, а затем прочтите значение диапазона напряжений Δσ _Rsk .

Расчетное значение имеет коэффициент запаса Υ _{с, жир} с рекомендуемым значением 1,15.

В случае множества различных циклов с различными амплитудами, происходящих последовательно, степень усталости каждого из них может быть суммирована с использованием принципа Пальмгрена-Майнера и коэффициента усталостного разрушения D _Ed :

(6)

где:

n (Δσ _и ) – количество циклов нагрузки с амплитудой Δσ _и , произошедших к настоящему времени,

Н (Δσ _и ) – число циклов, при котором конструкция выйдет из строя при заданном значении Δσ _и .

Для автомобильных и железнодорожных мостов в качестве альтернативы двум описанным методам можно использовать метод диапазона эквивалентных напряжений в стали путем замены фактической нагрузки эквивалентной нагрузкой, состоящей из N*циклов с тем же диапазоном одного цикла. Стандарт определяет неравенство, выполнение которого гарантирует требуемое значение усталостной прочности арматурной стали, напрягаемой стали и муфт:

(7)

где:

Δσ _Rsk (N*) - диапазон напряжений за N* циклов,

Δσ _{S, экв} (Н*) - эквивалентный (вследствие повреждения) диапазон напряжений в зависимости от вида арматуры и количества циклов N*.

Для проверки сопротивления бетона усталости при сжатии методом эквивалентного напряжения следует использовать следующее условие:

где:

Δσ _{кд, мин., Equ} - нижнее напряжение предела амплитуды после N*циклов,

Δσ _{кд, макс, экв} - верхнее напряжение предела амплитуды после N*циклов,

ф _{кд, жир} - расчетная усталостная прочность бетона, рассчитанная по формуле:

где:

β _cc (t ₀ ) - коэффициент, корректирующий прочность бетона при первой нагрузке.

Вторым условием, при котором усталостную прочность бетона можно считать достаточной, является соблюдение неравенства:

где:

σ 90 027 c, макс. - максимальные сжимающие напряжения в рассматриваемом волокне под действием частого сочетания нагрузок,

σ 90 027 c, мин. - минимальные сжимающие напряжения в рассматриваемом волокне под действием частого сочетания нагрузок.

Формулы (13) и (14) приведены в исправленном варианте из-за ошибки в стандарте [7].Соотношения, приведенные в формулах (13) и (14), также можно использовать при проверке сдвиговой усталости и отнести их к сжатым диагоналям в модели фермы. Однако f _{cd, fat} уменьшается по мере умножения значения на коэффициент снижения прочности v, определяемый по формуле:

(15)

Если армирование при сдвиге не требуется с точки зрения вычислений, проверка предельного состояния усталостной прочности при сдвиге выполняется следующим образом: для:

где:

В _{Эд, макс.} - расчетное значение максимальной поперечной силы, создаваемой частым сочетанием нагрузок,

V _{Эд, мин.} - расчетное значение минимальной поперечной силы, создаваемой частым сочетанием нагрузок,

V _Rdc - расчетное значение сопротивления сдвигу рассматриваемого сечения.

В упрощенных критериях достаточно проверить, чтобы диапазоны изменчивости напряжений Δσ _с под действием частых циклических нагрузок с одновременными нагрузками в базовом сочетании не превышали рекомендуемых значений 70 МПа и 35 МПа (для неклейкие и клеевые стержни напрягаемой арматуры соответственно).Вместо вышеперечисленных комбинаций можно использовать частое сочетание нагрузки — при выполнении условий дальнейшие проверки не потребуются.

Вторая часть Еврокода 2 ( Бетонные мосты ) предлагает те же методы проверки усталостной прочности бетона и стали, что и в части 1-1. Методы, используемые для автомобильных и железнодорожных мостов, также были разделены. Приложение NN содержит упрощенные процедуры расчета.

Методы расчета усталости мостовых конструкций

Для проверки бетона на изгибную или сдвиговую усталость считается достаточным соблюдение правила Майнера:

где:

n _и - фактическое количество циклов заданной амплитуды,

м - количество интервалов с заданной амплитудой,

Ni - модифицированное выражение по формуле (20), обозначающее предельное число циклов заданной амплитуды до разрушения конструкции, по формулам:

где:

Р 90,027 и 90,028 - коэффициент низший Е 90,027 кд, мин., и 90,028 и максимальное сжимающее напряжение Е 90,027 кд, не более. , i, выраженное формулой:

где:

σ _{кд, мин и} - нижнее напряжение в цикле,

σ 90 027 cd, max, и 90 028 - верхнее напряжение в цикле,

ф _{кд, жир} - расчетная усталостная прочность бетона, рассчитываемая по формуле (12).

В случае автомобильных мостов , по упрощенной методике расчет сопротивления усталости арматурной и напрягаемой стали основан на диапазонах эквивалентных усталостных напряжений Δσ _{с, экв} и диапазонов усталостных напряжений Δσ _{с, Ec} , вызванный действием модифицированной третьей модели нагрузки (фиг.2) по ПН-ЕН 1991-2:2007 [8].

Как правило, для расчетной полосы используется одно транспортное средство, однако при необходимости допускается наличие второго транспортного средства. Расстояние между центрами обоих транспортных средств не может быть менее 40 м, а нагрузка на ось другого транспортного средства составляет 36 кН.

Наряду с вертикальными нагрузками следует также учитывать горизонтальные нагрузки. При определении этих диапазонов напряжений нагрузки на ось следует увеличить, умножив их на значения:

• 1,75 - для проверки промежуточных опор неразрезных мостов,
90 134 1,40 - для других участков пролетных строений.

После модификации нагрузок можно рассчитать диапазон эквивалентных напряжений Δσ _{с, экв} , по формуле:

Δσ _{с, экв} = Δσ _{с, Ec} λ _с (24)

где:

λ _s - эквивалентный коэффициент усталости (поправка), выражающий влияние пролета, годовой интенсивности движения, расчетного периода, многополосности, типа движения и шероховатости поверхности.

В случае железнодорожных мостов (по упрощенной методике) расчет для проверки арматурной и предварительно напряженной стали основан на диапазонах эквивалентных усталостных напряжений Δσ _{с, экв} и диапазонов усталостных напряжений Δσ _{с, 71} вызванное воздействием модели нагрузки 71 (фиг.3) по ПН-ЕН 1991-2:2007 [8]. В отличие от автодорожных мостов нет необходимости дополнительно увеличивать нагрузки. Размах эквивалентных напряжений Δσ _{с, экв} можно рассчитать следующим образом:

Δσ _{с, экв} = λ _с Ф Δσ _{с, 71} (25)

где:

λ _с - поправочный коэффициент, выражающий влияние длины пролета, годовой интенсивности движения , расчетного срока службы и количества путей,

Ф - динамический коэффициент по PN-EN 1991-2:2007 [8].

В случае железнодорожных мостов для проверки усталости бетона при изгибе считается достаточным выполнение следующих неравенств:

, где σ _{кд, мин., ур.} и σ _{кд, макс., экв.} – соответственно нижнее и верхнее значения спектра эквивалентных напряжений при числе циклов, равном 106, рассчитанные по формулам:

где:

σ _{c, perm} - сжимающие напряжения в бетоне, допускающие характерное сочетание воздействий без модели нагрузки 71,

σ 90 027 c, мин., 71 - минимальное сжимающее напряжение, допускающее характерное сочетание воздействий, включающее модель нагружения 71 и динамический коэффициент Ф,

σ _{c, max., 71 90 028 - максимальное сжимающее напряжение при условии характерного сочетания воздействий, включающего модель нагрузки 71 и динамический коэффициент Ф,}

λ _c - поправочный коэффициент, учитывающий влияние напряжений, вызванных постоянной нагрузкой, пролетом элементов, годовой интенсивностью движения, сроком службы и количеством путей.

Пример проверки предельного состояния выносливости листового проката

В примере предполагалось, что полоса свободно опертой плиты подвергается многопеременной нагрузке (количество циклов = 10 ⁶ ) с постоянной амплитудой (плита настила автомобильного моста). Расчетные допущения представлены в ТАБЛИЦЕ 3. Их подбирали и рассчитывали так, чтобы предельные состояния (кроме усталостного) выполнялись с запасом не более 10 %. Эта процедура подчеркнула необходимость проверки усталости в динамически нагруженных конструкциях.

Для сравнения методик расчета принят один и тот же набор характеристических напряжений в стали и бетоне (пролетное сечение), представленный в ТАБЛИЦЕ 4. В зависимости от заданного расчетного блока значения умножались на соответствующие частные коэффициенты. Расчетный случай строился таким образом, чтобы минимальные напряжения соответствовали напряжениям от постоянных нагрузок, а максимальные напряжения соответствовали сумме напряжений от постоянных и переменных нагрузок. В ТАБЛИЦЕ 5 представлены результаты расчетов.

При анализе результатов проверки на усталость по отдельным нормам видно, что практически не все условия были соблюдены. Только после выполнения рекомендаций ПН-91/С-10042 [4] допустимые диапазоны изменчивости напряжений стали остаются на относительно высоком уровне, по сравнению со значениями, указанными в стандарте ПН-ЕН.

Следует отметить, что снятый код моста основан на значениях характеристических напряжений, а Еврокод - на конструкции. Текущие стандарты очень безопасны в определении прочности бетона на усталость при сжатии.Это предостережение подтверждается большими расхождениями в результатах испытаний бетона на усталость.

Резюме

При проверке предельного состояния по выносливости Еврокод 2 опирается на опыт и знания проектировщика, который должен сам определить, есть ли необходимость в дополнительных расчетах. Основное различие в подходе к эффектам усталости в национальных стандартах и ​​Еврокоде 2 заключается в том, что только в последнем документе используются коэффициенты частичной нагрузки и кривые S-N.

Более того, в отличие от мостового стандарта PN-91/S-10042 [4], Еврокод 2, часть 2, очень точно касается проблемы моделей усталости с их комбинациями. Другим изменением является введение значений максимальных и минимальных напряжений (σ _{с, макс.} и σ _{с, мин.} ) в бетоне в PN-EN для проверки усталости. До сих пор использовалось только максимальное напряжение.

Результаты, представленные в представленном примере, показывают необходимость проведения проверки на усталость циклически нагруженных конструкций, в которых возможно превышение предельного состояния до 86 % (ПН-ЕН 1992-2: 2005 + АС: 2008 [6] из-за высокой отдачи от предполагаемой нагрузки большегрузных автомобилей с кратностью 106 циклов.Следовательно, также необходимо постоянно следить за состоянием тяжелонагруженных объектов (например, мостов и автодорожных виадуков).

Статья подготовлена ​​для более крупного проекта, направленного на более точное распознавание поведения бетонных конструкций на вторичном заполнителе под действием динамических нагрузок.

Литература

1. PN-EN 1990:2004, "Еврокод. Основы проектирования конструкций".
2. PN-EN 1991-3:2008, "Еврокод 1: Воздействия на конструкции.Часть 3: Действия, связанные с кранами и машинами»
3. PN-B-03264:2002, "Конструкции бетонные, железобетонные и предварительно напряженные. Статические расчеты и проектирование".
4. ПН-91/С-10042, "Конструкции мостовые. Конструкции бетонные, железобетонные и предварительно напряженные. Проектирование".
5. PN-EN 1992-1-1:2004 + AC:2008, «Еврокод 2: Проектирование бетонных конструкций, Часть 1-1: Общие нормы и правила для зданий».
6. PN-EN 1992-2:2005 + AC:2008, «Еврокод 2: Проектирование бетонных конструкций, Часть 2: Бетонные мосты.Правила расчета и построения»
7. Т. Сивовски, Э. Михалак, "Проектирование мостов по Еврокодам. Железобетонные мосты часть II", "Мосты", № 2/2013, стр. 68-73.
8. PN-EN 1991-2: 2007, «Еврокод 1: Воздействия на конструкции. Часть 2: Временные нагрузки на мосты».
9. PN-EN 206-1: 2003 + AP1: 2004, «Бетон, часть 1: требования, свойства, производство и соответствие».
90 134 PM Гордон, «Малоцикловая усталостная характеристика бетона с заполнителями из переработанного бетона», диссертация, представленная на факультете Калифорнийского политехнического государственного университета в Сан-Луис-Обиспо, «Частичное выполнение требований для получения степени магистра наук в области гражданского строительства и экологии».
10. X. Луо, Х. Яо, "Особенности деформации и деформационно-акустических параметров рециклированного бетона при циклическом нагружении. Прикладная механика и материалы", т. 80–81 / 2011, стр. 213-216.
11. X. Луо, Х. Яо, «Характеристики распространения ультразвука и эволюция повреждений переработанного бетона при динамической нагрузке. Расширенные исследования материалов», т. 163-167 / 2011, стр. 956-960.
12. И. Янковяк, А. Мадай, "Расчет усталости бетонных мостовых конструкций в соответствии с PN-EN", Архив Строительного института / Познанского технологического университета, № 10/2011, с.105-127.
13. С. Волински, "Описание и анализ усталости бетонных конструкций в стандартах проектирования", "Инжинирия и Сродовиско", 54, № 8/1998, стр. 418-422.
14. С. Волински, "Предельное состояние усталости бетонных конструкций в нормах проектирования", "Инжинирия и Сродовиско", т. 55, № 4/1999, стр. 220-224.

Хотите быть в курсе? Подпишитесь на наши новости!

.

Портал инженера Висто-проект

Железобетонные балки

Конструкция балки

Размеры балки

Для нормирования размеров поперечных сечений рекомендуется соблюдать следующее градация размеров балок (без сборных элементов):

• а) ширина прямоугольных балок и ребер тавровых балок - 150, 180, 200, 250 мм и далее через каждые 50 мм,
• б) высота прямоугольных и тавровых балок - 250, 300 мм и далее через каждые 50 мм до 800 мм,
  и выше 800 мм через каждые 100 мм.

Толстостенные балки со сложным поперечным сечением, выполненные на строительной площадке она должна быть не менее 60 мм. В сборном железобетоне и предварительно напряженных балках толщина корней, опор, стенок коробчатых секций и т.п. должна быть не менее 30 мм, за исключением того, что e требования должны выполняться одновременно с точки зрения правильного покрытия арматуры бетоном и норм пожарной безопасности.

Глубина балок, опирающихся на опору

Глубина балок, опирающихся на опору, должна обеспечивать правильное крепление арматурных стержней.

Соединение балки с бортом

В случае передачи реакции балки путем подвешивания или зацепления за борт в пределах его высота, соединение балки с лагой должно быть усилено дополнительной арматурой, не учитываемой в расчете погони за сдвигом.

Если расчетная поперечная нагрузка эстакады в месте соединения с балкой не превышает значения:

следует использовать не менее четырех хомутов, как показано на рисунке:

Для сетей с большим поперечным сечением сделайте поперечное сечение хомутов или изогнутых стержней. вычисляет приведенную реакцию F _red из условия переноса через эту арматуру балки для подиума по модели

в котором:
F - лучевая реакция,
h _b , h - высота сечений балки и балки.

Если натянутая арматура балок находится ниже нижней кромки балок, реакция опор балки должна проходить через хомуты сечением ∑A _sw , охватывающие стержни нижней арматуры балки или приваренные к этим стержням. До ∑A _с можно включить сечение гнутой основной арматуры балки при условии, что она вспениваемая требует изгиба и закрепления.

Стойки с забетонированными концами сборных балок

Могут быть рассчитаны только как полные элементы, тогда, если верхние стержни продольной арматуры (основной или монтажной) проходят непрерывно по всей длине борта и соединены с нижней арматурой хомутами.Световое расстояние между сборными балками вдоль балок должно быть не менее трех глубин опирания балки. В случае, показанном на картинке следует считать, что рабочим сечением является только сечение нижней части погоня с размерностью bh.

Армирование балки, подвешенной к гусенице
Сечения балок с забетонированными концами приняты к расчету:
а) и б) полноразмерные секции
c) пересечение ограничено нижней частью кабины экипажа

При проверке предельного состояния нагрузки, в случаях, показанных на рисунке при расчетах следует принимать ширину поперечного сечения ВПП b, но она должна быть конструктивное усиление дорожки качения.

При проверке предельного состояния растрескивания учитывают всю ширину траектории полета б, при соблюдении вышеуказанных рекомендаций.

В случае многопеременных нагрузок рабочее сечение должно быть: - при расстоянии между забетонированными концами балок менее 100 мм допускается только пересечь нижнюю часть погони, - если расстояние между забетонированными концами балок не менее 100 мм, пересечь всю высоту взлетно-посадочной полосы с шириной верхней части поперечного сечения, равной расстоянию между концами балок.

Армирование балок

Диаметр продольных растянутых стержней должен быть не менее:
8 мм - в балках, изготовленных на строительной площадке,
5,5 мм - в сборных балках.

Диаметр стержней продольного сжатия должен быть не менее:
12 мм - в балках, изготовленных на строительной площадке,
10 мм - в сборных балках.

Продольная арматура балок должна иметь такую ​​форму, чтобы растягивающие передачи от изгибающего момента и поперечной силы.

В элементах с поперечной арматурой рассчитывается поперечное усилие из формулы. В элементах без поперечной арматуры можно учитывать влияние поперечной силы. расширение графа на отрезок aL = d. Таким же образом разложить диаграмму использовать в качестве альтернативы элементам с поперечной арматурой, предполагая:

При составлении габаритов нагрузок продольных стержней арматуры можно принять, что Растет линейно по длине анкеровки: l _или .

В железобетонных балках не менее 1/3 стержней нижней арматуры необходимо в лонжероны и не менее двух тяг должны быть выведены на опору без ограждения.

В железобетонных и предварительно напряженных балках, где допускается образование трещин, если высота балки более 700 мм на боковых гранях под конструкцию необходимо подкладывать брусья диаметром не менее 8 мм с шагом не более 350 мм.

Балки высотой сечения более 1000 мм, а также балки, усиленные балками стержни или стержни диаметром более 32 мм - должны иметь арматуру недра.

Диаметр хомута должен быть не менее:
4,5 мм - в балках, изготовленных на строительной площадке,
3,0 мм - в сборных балках.

Кроме того, диаметр хомута должен быть не менее 0,2 диаметра арматуры из неуловимого.

Хомутная арматура на сдвиг ρ _в не может быть меньше:
- на участке второго типа - определяется по формуле

- в сечениях первого типа - определяются из общих условий проектирования.

Стремянки должны быть правильно закреплены.

Максимальное расстояние между плечами стремян должно удовлетворять следующим условиям:

- продольное направление

с _max ≤ 0,75 d s _max ≤ 400 мм

- в поперечном направлении

s _max ≤ d s _max ≤ 600 мм

Если в балке используются прессованные стержни, необходимо По соображениям расчета расстояние между хомутами не должно быть больше. и 15 диаметров этой арматуры.

Для прямоугольных балок с плитами должны использоваться закрытые хомуты. В лучах шириной более 350 мм, усиленный зона с более чем тремя барами, Следует использовать четырехплечие стремена .

Учитываемые в расчетах изогнутые стержни следует располагать в зоне на опоре так, чтобы расстояния s _a и s _b не были больше от значений, приведенных на рисунке.
Армирование скрученных или одновременно скрученных и гнутых элементов должно быть составлено из двухплечевых хомутов и дополнительных - по отношению к усилению за счет изгибающий момент - продольные рельсы равномерно распределены по окружности сердечника лучи.

Для витых элементов используйте закрытые хомуты внахлест при длине l 90 046 s 90 047 равной не менее 30 диаметрам стремена или связанные с помощью склеивание. Расстояние между хомутами также должно соответствовать вышеупомянутым условиям для гибочные элементы.

Усиление витых элементов, если знак крутящего момента не меняется, может быть выполнен в виде обмотки с направлением крутки.Расстояние между стержнями обмотки не должно быть больше, чем меньшая сторона поперечного сечения. прямоугольный.

Статические расчеты балок

Неразрезные балки, жестко соединенные на опорах с балками или узлами, могут быть рассчитывается как шарнирно-сочлененные балки.

Принимается для расчета промежуточных значений изгибающего момента пролеты неразрезных балок должны быть не менее моментов, определяемых при допущение о двухстороннем креплении пролета (в крайнем пролете - одностороннее ограничения).

Расчет непрерывной балки

Расчет непрерывной балки можно выполнить с помощью метода анализа линейно-кристаллический или пластичный. Лучи вторичного луча также могут быть рассчитывается методом пластического анализа, если выполняются требования и если балки они связаны монолитно поясами и узлами, выполняющими роль опор. В этом случае значения поперечных усилий на грани опоры следует рассчитывать по формуле формулы:

с учетом пролетов равных или не более 20 %, платеж, о котором идет речь, был открыт (в свете).

.

разработанных вопросов по железобетону

Бетонные конструкции, экзаменационные темы

1. Идея железобетонных и предварительно напряженных конструкций. Взаимодополняемость свойств бетона и стали. Преимущества и недостатки железобетона.

Железобетон — прочный и долговечный строительный материал, позволяющий возводить здания сложной формы и размеров.

Идея железобетонных конструкций:

- целесообразное использование свойств бетона и стали.Армирование размещается в зонах растяжения. В результате железобетонные элементы несут гораздо большие нагрузки. Бетон отвечает за передачу давления, а сталь – за передачу напряжения. Основным недостатком железобетона являются царапины в зоне растяжения изгибаемого элемента.

Идея предварительно напряженных конструкций:

- Их идея заключается в эксцентричном приложении горизонтальной силы предварительного напряжения, которая вызывает состояние напряжения, противоположное состоянию, вызванному собственным весом элемента и рабочими нагрузками.Эти структуры используются для элементов:

- с большими пролетами

Для них используется высокопрочный бетон и арматура из высокопрочной стали.

Предварительно напряженные конструкции требуют проверки на этапе сборки и эксплуатации.

Комплементарность бетона и стали: Хорошее взаимодействие между бетоном и сталью возможно благодаря:

- хорошая адгезия между арматурой и бетоном

- антикоррозионная защита стали бетоном

- защита стали бетоном от огня

- аналогичные коэффициенты теплового расширения

- защита стержней при сжатии от коробления

- монолитная - конструкция работает «естественным» образом

- жесткость - небольшие прогибы

- свобода формирования сложных элементов и конструкций - современная опалубка

- долговечность - 60-150 лет

- высокое динамическое сопротивление

- низкие затраты на обслуживание

- безопасность - разрушению предшествует сильное царапание

- высокая трудоемкость

- проблемы с бетонированием при низких температурах

- проблемы с адаптацией, усилением, сносом

- высокая тепло- и акустическая проводимость

- чувствительность к агрессивной среде

2. Виды железобетонных конструкций. Сравнение железобетонных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Бетонные конструкции (неармированные):

- это элементы, в которых не используется арматура или ее количество меньше минимального

- минимальная степень армирования ro мин.(pмин.) - используется для различения бетонных и железобетонных конструкций

- тип конструкции/элементов, в которых используется низкоуглеродистая сталь, виды армирования: стержни, волокна (стальные, стеклянные, углеродные или арамидные)

- вид конструкции/элемента, в котором горизонтальное (косое) усилие, создаваемое напрягаемой арматурой, противодействует вертикальным постоянным и эксплуатационным нагрузкам.

- применяется для элементов с большими пролетами, сильно нагруженных или находящихся в растяжении

Существует два типа: предварительно напряженный бетон и постнапряженный бетон.

Предварительно напряженные железобетонные конструкции: - элементы бетонируются вокруг растянутых элементов.

- хорошая адгезия между бетоном и арматурой

- хорошая защита от коррозии сухожилий

- сухожилия обычно прямолинейны

- большинство предварительно напряженных железобетонных элементов изготавливаются в заводских условиях в виде сборных элементов

- ограниченный размер элементов (транспортировка на строительную площадку)

- сухожилия натягиваются перед бетонированием и освобождаются через несколько дней

Вантово-бетонные конструкции: - бетонные элементы на строительной площадке

- усилие предварительного напряжения прикладывается после бетонирования и твердения бетона

- арматура вставляется в кабельные каналы после достижения бетоном необходимой прочности

- пряди прессуются с помощью гидравлических прессов

- кабельные каналы заполнены цементным раствором (защита жил от коррозии)

- арматура без сцепления имеет полную свободу смещения по отношению к бетону

- представляют собой конструкции/элементы, выполненные из одного или нескольких сборных железобетонных и/или предварительно напряженных элементов

3.Прочностные характеристики бетона (классы бетона, «виды» прочности бетона, соотношения между прочностями, изменчивость прочности во времени).

Прочностные характеристики бетона зависят от:

- качество, размер зерна и форма заполнителя

- качество и количество цемента

Типы прочности бетона:

- на сжатие, на растяжение (t), на сдвиг

- среднее (m), характеристика (k), расчетная (d)

- 1-осевой, 2-осевой, 3-осевой

Одноосная прочностьпрочность на сжатие является основным показателем прочности бетона fc = F / A

Прочность бетона проверяется на кубических (15х15х15см) и цилиндрических (15х30см) образцах.

Бетон марки : символизирует качество бетона благодаря его прочностным характеристикам. Описывается символом (буква С и две цифры, разделенные знаком деления). Соответствует характерной цилиндрической или кубической прочности на сжатие. Базовым значением является характеристическая прочность, определяемая на цилиндрических образцах.

Изменение прочности бетона с течением времени:

- прочность бетона увеличивается со временем, рост быстрый в первой фазе, затем темпы замедляются

- выносливость следует проверять через 28 дней

Развитие прочности бетона во времени зависит от:

4. Испытания прочностных свойств бетона. Примеры элементов для их определения.

Как правило, прочность на растяжение рассчитывается на основе прочности на сжатие.

фкт = 0.2/3 формула Фаре

- прямое испытание на растяжение

- непрямой тест (тест на расщепление)

- промежуточное испытание проводили на изгибающих балках (2 сосредоточенные силы) длиной 60 см.

5. Кратковременная и замедленная деформируемость бетона. Отношения между стрессом и напряжением. Физические параметры, характеризующие немедленную деформируемость.

Коэффициенты, описывающие непосредственную деформируемость бетона:

- Коэффициент Пуассона "v", описывающий отношение поперечных деформаций к продольным.

- модуль Кирхгофа "G" - модуль сдвига, который соответствует отношению касательных напряжений к углу кручения рассматриваемой части элемента

- Коэффициент теплового расширения альфа, позволяющий рассчитать изменение длиныЭлемент при изменении температуры, а также позволяет определить дополнительные внутренние силы, вызванные изменением температуры и ширины компенсатора.

6. Ползучесть и усадка бетона. Влияние усадки и ползучести на железобетонные элементы . Необходимость учета эффектов усадки и ползучести (примеры).

Ползучесть - Медленный рост деформации, вызванный постоянной и неизменной длительной нагрузкой, приложенной к элементу.Это результат пластической деформации в основном цементного раствора. Он приводит к увеличению прогибов и ширины трещины, напоминает явление релаксации и зависит от:

- уровень сжимающих напряжений

- возраст бетона на момент загрузки

- размер зерна и герметичность

- относительная влажность относительной влажности

Усадка - Уменьшение объема элемента при твердении бетона

- усадка при высыхании - физическая, за счет испарения воды

- аутогенное сокращение - химическое сокращение

Усадка приводит к растяжению, для минимизации его негативных последствий применяют противоусадочное армирование.Усадка зависит от:

- количество закваски (больше закваски - больше усадка)

- В/Ц соотношение (меньше воды - меньше усадка)

- зернистость и герметичность (больше герметичность - меньше усадка)

- относительная влажность RH (чем ниже влажность, тем выше усадка)

7. Арматурные стали, применяемые в железобетонных конструкциях. Классы и марки стали (по PN и Еврокоду).

Для армирования железобетонных конструкций мы обычно используем низкоуглеродистые (до 0,25%) и низколегированные стали (до 1,5% дополнительных рафинирующих элементов)

Типовая арматура изготавливается в виде цилиндрических стержней (витых и прямых стержней).

8.Физические и прочностные свойства стали. Деформируемость арматурной стали (диаграмма сигма-эпсилон).

- деформируемость - определяет поведение стали в железобетонных элементах и ​​влияет на выбор марки стали в зависимости от ожидаемых свойств, описывается следующими параметрами:

- модуль упругости Es - для всех классов Es = 200МПа

- коэффициент теплового расширения - 90 186 9000 6

- относительное удлинение (пластичность) - стали от А-0 до А-III высокая пластичность, средняя сталь А-IIIN

- свариваемость - возможность соединения стержней сваркой

- возможность сгибания стержней

- стойкость к коррозии и агрессивным средам, термическим воздействиям, динамическим воздействиям и сопротивление усталости стали

9.Применение арматурной стали в железобетонных конструкциях. Функциональное разделение арматурных стержней.

Функциональная разбивка арматуры:

- несущая арматура - стержни, отвечающие за передачу напряжений:

Основная продольная арматура

Поперечная арматура (например, хомуты, гнутая арматура)

Разделяющая арматура (перпендикулярно основной арматуре, напр.в пластинчатых элементах)

- монтажная арматура – ​​обеспечивает жесткость каркаса арматуры

- противоусадочное усиление - ограничивает ширину раскрытия фиг.

- структурное армирование - количество, полученное в результате обеспечения правильного взаимодействия с бетоном, предохраняет от хрупкого разрушения.

10. Методы расчета элементов, на которые действуют силы, вызывающие нормальные напряжения. Точный и упрощенный метод.Критерии отказа и различия между методами.

Общий (точный) метод - основан на критериях деформационного разрушения и параболической сигма-эпсилон-диаграмме для бетона и модели зависимости упруго-идеально-пластическая сигма-эпсилон для стали

Упрощенный метод - основан на критериях разрушения при напряжении, прямоугольном распределении напряжений в зоне сжатия бетона. Деформационное состояние поперечного сечения не анализируется.

11. Допущения по методу определения размеров арматуры в элементах изгиба, сжатия и растяжения (при нормальных напряжениях). Критерии отказа приняты в обоих методов.

- плоские участки до деформации остаются плоскими после деформации - принцип Бернулли

- деформация арматурной стали такая же, как у окружающего ее бетона

- прочностью бетона на растяжение пренебрегают

- напряжения в стали и для бетона определяются на основе сигма-эпсилон зависимости для стали и бетона соответственно

- выполняются условия равновесия сил в поперечном сечении

- деформация арматурной стали такая же, как у окружающего ее бетона

- прочностью бетона на растяжение пренебрегают

- принято прямоугольное распределение напряжений, предельная высота зоны сжатия:

- выполняются условия равновесия сил в поперечном сечении

- напряжения стали в арматуре As1 составляют:

- ULS достигается, когда одна из деформаций достигает значения:

- предельное состояние достигается при достижении напряжениями в стали значения, равного пределу текучести fyd, либо при исчерпании нагрузочной способности зоны сжатия

12.Этапы работы изгибаемого железобетонного элемента.

Фаза I - секция без трещин - сталь воспринимает напряжение в очень небольшой степени, фаза заканчивается, когда напряжения в крайней фибре бетона достигают предела прочности (момент царапанья Mcr)

- фаза Ia - деформации соответствуют напряжениям в области линейной пропорциональности

- фаза Iб - напряжения в зоне растяжения нелинейны, а в зоне сжатия находятся в области линейной упругости

Фаза II - поперечное сечение без трещин - трещины появляются шире, уходят вверх, высота зоны сжатия бетона уменьшается, уменьшается доля бетона в передаче растяжения, в работу все больше включается растянутая арматура

- фаза IIб - напряжения в зоне сжатия имеют линейный характер

- фаза IIа - пластификация бетона

Фаза III - SLS - состояние, непосредственно предшествующее разрушению.Зона растяжения бетона практически полностью отключается от работы.

13. Условия равновесия при изгибе одноармированных прямоугольных профилей.

14. Условия равновесия изгибаемого двухармированного прямоугольного сечения.

15. Проверка сопротивления изгибу прямоугольного сечения для динамически усиленного.

Если Med <= Mrd, выполняется условие ULS

16. Проверка сопротивления изгибу двухармированного прямоугольного сечения.

Если мед.<= Mrd, условие ULS выполнено

17. Проверка сопротивления изгибу пр таврового сечения.

Msd <= Mrd условие выполнено

18.Расчет изгибаемого одноармированного прямоугольного сечения.

19. Конструкция гнутого прямоугольного сечения с двойной арматурой.

20. W размер изгиба p Т-образный профиль

21.Т-образные сечения. Расчетная ширина железобетонной плиты в тавровых сечениях. Разделение тавровых сечений с точки зрения прочности.

Поперечное сечение можно считать Т-образным, если:

- толщина доски не менее 1/20 высоты профиля и не менее 30мм

- плита монолитно соединена с балкой

Примеры Т-образных сечений:

- сечения балок в плитно-балочных перекрытиях

- сечения ребер в реберно-реберных перекрытиях

- сборные швеллерные плиты

22.Задача, связанная с определением размеров или проверкой устойчивости изгибаемых секций.

23. Расчет железобетонных внецентренно сжатых элементов - общие правила.

В случае одновременного действия изгибающего момента Med и осевой силы Ned необходимо учитывать влияние деформации элемента на внутренние силы. Это означает, что мы не можем анализировать отдельное сечение, а должны учитывать работу всего элемента. При проектировании используем не пару внутренних сил Мед, Нед, а пару сил - эксцентрик, Мед.= Нед * е

Каждое сечение должно удовлетворять условиям предельного состояния по несущей способности, т. е. пара сил MoedNed с поправкой на влияние несовершенств и эффектов второго порядка должна передаваться через бетонное сечение и его арматуру.

Мед. = Моед + дельтаМед, имп + дельтаМед, деф

Мы можем использовать:

24. Потеря устойчивости (эффекты второго порядка) железобетона при сжатии и расчетный метод ее учета.

Эффекты второго порядка – это расчеты, учитывающие влияние деформации на значения внутренних сил. Они также предназначены для выявления возможного коробления элемента. Для сжатых элементов упрощения в расчетах обычно корректируют на этапе проектирования (учетом увеличения эксцентриситета силы Неда за счет деформаций).

Сжатые элементы могут встречаться: в подкрепленных конструкциях (нескользящие узлы) и в подкрепленных конструкциях (скользящие узлы).Системы без жесткости требуют комплексного глобального анализа, в системах с жесткостью обычно достаточно локального анализа отдельных колонн.

Расчет армирования и проверка несущей способности:

- Анализ эффекта второго порядка

- Расчет арматуры в сечении на скорректированные значения внутренних усилий

Оба этапа взаимозависимы — расчеты обычно необходимо выполнять итерационными методами:

- допущение о размерах поперечного сечения и количестве армирования (степень армирования роб) для оценки эффектов второго порядка

- для изгибающего момента, оцененного на шаге 1, необходимое количество арматуры As1 + As2 рассчитывается из условий равновесия сил в поперечном сечении.Общее количество армирования определяет фактическую потерю устойчивости колонны, рассчитываем суммарную степень армирования ропров = (As1 + As2)/b*d

- Если roprov = rob то результат можно считать окончательным

Если ропров > роб, то решение можно считать безопасным, наоборот - потеря устойчивости занижена, реальный момент будет больше.

Факторы, определяющие величину эффектов второго порядка:

- жесткость элемента (модуль упругости бетона и стали, размеры поперечного сечения, количество и распределение арматуры, длина потери устойчивости элемента)

- взаимодействие с соседними и элементами жесткости

- величина осевой (сжимающей) силы

- доля длительных нагрузок в общей нагрузке

- ход диаграммы изгибающих моментов по длине элемента

- царапание бетона в зоне растяжения

25.Надежные внутренние силы и стандартный подход к железобетонным элементам, подвергающимся внецентренному сжатию.

Стандартно влиянием 2-го порядка в статических расчетах пренебрегают При расчете внецентренно сжатых элементов изгибающий момент корректируют, дополнительно учитывая:

- влияние геометрических несовершенств

- влияние эффектов второго порядка

Это приводит к увеличению значения изгибающего момента.При расчете элементов на сжатие различают следующие эксцентриситеты:

Существует 3 метода определения эффектов второго порядка:

- общий - анализ нелинейной кривой потери устойчивости

- номинальная жесткость - оценка жесткости и определение множителя n, определяющего влияние деформации на изгибающий момент

- номинальная кривизна - оценка кривизны опорной колонны и определение смещения e2

26.«Эксцентриситеты» при расчете железобетонных элементов при однонаправленном внецентренном сжатии.

Статический эксцентриситет эо - получается из соотношений изгибающего момента и осевой силы, определяемых по теории первого порядка: е0 = |Moed/Ned|

Решающее значение момента для колонны зависит от:

а) подкрепленные конструкции - в узловых сечениях не учитываются воздействия второго порядка; в элементах, не нагруженных силами, перпендикулярными их оси:

эо = |0,6Моэд2 + 0,4Моэд1/Нед |

|Моэд2 |> = |Моэд1 | моменты на концах элементов

- в элементах нагрузкиСилы, перпендикулярные его оси

эо = |Моед3/Нед | возникает максимальный изгибающий момент На средней 1/3 длины элемента

б) неподкрепленные конструкции - эо = |моэд/нед | возникает максимальный изгибающий момент По длине элемента

- ход моментов по длине элемента

Случайный эксцентриситет ei - результат учета любых отклонений от запланированного расположения элемента, кривизны или деформации

ei = макс. (lo / 400; h / 30; 20 мм)

Общий эксцентриситет etot - увеличенная сумма статического и случайного эксцентриситетов

N = 1 для коренастых предметов

n> 1 для тонких элементов, где требуется учитывать влияния второго порядка

27.Малый и большой эксцентриситет и «расчетные ситуации» при определении размеров сечений во внецентренно сжатых элементах.

Есть два основных случая:

- Случай большого эксцентриситета: возникает при высоком изгибающем моменте и малом осевом усилии, предел несущей способности возникает из-за достижения сталью предела текучести при растяжении

- Случай малого эксцентриситета: возникает при малом изгибающем моменте и большой осевой силе, исчерпание несущей способности начинается из зоны сжатия бетона (бетон достигает прочности на сжатие)

4 Возможные расчетные ситуации: (системы из 2 уравнений)

28.Обоснование необходимости итерационной процедуры определения размеров тонкостенных железобетонных внецентренно сжатых элементов.

29. Натяжные элементы. Малый и большой эксцентриситет и «расчетные ситуации» при определении размеров внецентренно растянутых элементов.

30. Размеры прямоугольных внецентренно растянутых элементов.

31.Сходства и различия в расчете элементов на сжатие и на растяжение.

32. Обоснование принятия модели фермы в качестве рабочей схемы элемента ж/б балки, подвергающегося сдвигу. Факторы, определяющие способность элемента передавать усилие сдвига.

Принятие ферменной модели обусловлено тем, что в результате действия главных нормальных напряжений, превышающих предел прочности бетона на растяжение, образуются диагональные трещины и фрагменты бетона разъединяются, образуя самодействующие диагонали сжатия.

Факторы, определяющие передачу поперечной силы через железобетонный элемент:

- способность передавать касательные напряжения через зону сжатия бетона (зависит от размеров зоны сжатия и величины сжимающих напряжений)

- эффект перекрытия неровных поверхностей трещин в зоне растяжения бетона (в зависимости от вида заполнителя и текущего раскрытия трещины)

- блокирующее действие - сопротивление арматурного стержня поперечным силам, перпендикулярным его оси

- усилия, возникающие в поперечной арматуре, пересекающей трещину

33.Общие условия несущей способности железобетонных элементов на сдвиг (элементы с армированием и без армирования). Ограничьте усилия сдвига.

Предельные усилия сдвига:

- Vрд, с - расчетное сопротивление сдвигу (предельное поперечное усилие) на диагональное растяжение в элементах без поперечной арматуры (усилие, при котором разъединяются сжатые диагонали)

- Vrd, max - расчетное значение максимальной поперечной силы от косого сжатия в диагоналях бетона (превышение которой вызывает разрушение бетона)

- Vрд, с - расчетное значение поперечной силы от предела прочности поперечной арматуры, работающей на сдвиг (достигающей предела текучести в поперечной арматуре)

Условия несущей способности элементов при сдвиге:

а) элементы без поперечной арматуры:

б) поперечные усиленные элементы:

- Ved <= Vrd, s = Vrd, s1 + Vrd, s2

34.Виды арматуры и расчетные условия устройства поперечной арматуры.

Наклон арматуры к продольной оси элемента составляет от 45 до 90 градусов, существует 2 основных способа поперечной арматуры:

- стремена и согнутые стержни (стремена должны передавать не менее 50% силы Вед)

Расчетные условия размещения арматуры:

35.Классификация элементов сдвига по величине усилия сдвига. Понятие об эпизодах 1-го и 2-го рода.

Ход огибающей сдвигающих усилий определяет способ расчета элементов сдвига. Возможны 3 проектные ситуации:

а) Длина всего элемента имеет место Ved> = Vrd, c

Элемент не требует расчета поперечной арматуры

б) Элемент имеет сечения, где Ved <= Vrd, max

Элемент будет разрушен в результате дробления сжатых диагоналей

в) В опорных областях выполняется условие Vrd, c

Для элемента требуется расчет поперечной арматуры в опорных зонах, а для остальной части элемента применение конструкционной арматуры.

- сегменты I типа - это фрагменты элемента, на которых Ved <= Vrd, c

Предполагается структурное усиление

- сегменты II типа - это фрагменты элемента, на которых Vrd, c

Требуют расчета поперечной арматуры

36.Схема порядка расчета поперечной арматуры.

37. Важность принятия угла наклона диагоналей сжатого бетона и его влияние на результаты расчетов.

38. Задача требует навыка расчета шага хомутов (армирование только хомутами), определения поперечных сечений.

39.Проектирование и конструкция арматуры в железобетонных элементах, подверженных кручению и сдвигу. Принципы расчета витых элементов.

Примеры возникновения кручения в железобетонных элементах:

- крайний фрагмент железобетонной плиты или краевой плиты

- балка изогнутая в плане

- коробчатое сечение пролетного строения моста

40.Элементы, требующие проверки на прокол. Метод сквозной проверки. Типы пробивного армирования.

Прокол - это форма разрушения, которая может возникнуть в случае высоких сосредоточенных нагрузок, приложенных к небольшой площади элемента, работающего в двух направлениях.

Существует 2 механизма разрушения: изгиб (преобладание изгибающего момента) и сдвиг (преобладание поперечной силы).В обоих случаях выделяют тело пирамидальной формы.

Проверка на прокол: основан на упрощенных эмпирических соотношениях, включая:

- неучет трехосного напряженного состояния в зоне сжатия фрагмента плиты у колонны

- принятие угла наклона косой трещины, отклоняющегося от действительного

- допущение об усреднении основных значений по высоте плиты и зависимости их от касательных напряжений

Чек производится на диагональных участках под углом 45 градусов.

Сопротивление продавливанию элементов без поперечной арматуры проверяют сравнением касательных напряжений на поверхности испытаний с допускаемой величиной этих напряжений.

41. Предельные состояния по эксплуатационной пригодности железобетонных конструкций. Предположения, сделанные при проверке SLS.

42.Трещины в железобетонных конструкциях. Виды царапин, причины возникновения царапин, теоретический подход к проблеме царапания (жесткости растянутого элемента). Способы регулирования ширины проема рис.

- косвенные воздействия (например, усадка бетона, изменения температуры) - физические и материальные воздействия

- прямые взаимодействия (вызывающие растягивающие напряжения) - статодинамические

Образование и ширина трещин зависят от:

- условия окружающей среды (влажность)

- способ твердения бетона при схватывании и твердении

- термоусадочные эффекты

- распределение напряжения в поперечном сечении

- количество арматуры, диаметр стержней, прочностные характеристики бетона и стали

Методы расчета ширины трещины:

43.Предельное состояние прогибов в железобетонных элементах. Методы проверки. Понятие жесткости на изгиб (этапы работы элемента). Распределение жесткости и упрощение контроля прогиба.

Ec, eff - эффективный модуль упругости бетона

44.Многопролетные неразрезные балки. Правила расчета и армирования.

45. Принципы построения ограждающих конструкций и диаграммы несущей способности неразрезных балок.

Поисковик

Аналогичные подстраницы:
Разработанные вопросы по зельбету
1. Виды и генезис земель под застройку, Разработанные вопросы к ЕГЭ
Разработанные вопросы к семинару
Разработанные вопросы по гидромеханике
Строительство подготовленные вопросы к ЕГЭ из лекций (2012)
подготовлены вопросы к устному экзамену IWE
разработаны вопросы по защите прав человека, правам человека и их защите
разработаны вопросы к тесту 1
разработаны вопросы к экзамену TWN
разработаны вопросы к материалам
разработаны вопросы к экзамену
разработаны вопросы для кружка 3 7 11 15, строительство УТП, III курс, ДУЛ старых лет, ГЕОДЕЗИЯ, геодезия
подготовленные вопросы к экзамену, зоотехника Варшавского университета наук о жизни, семестр VI, репродукция
подготовленные вопросы для очистных сооружений, исследования
db подготовили вопросы для столбца 2, Частный, Университет, Строительство, Семестр II, Материалы Строительство, имеет
разработанных вопросов для измерительных систем
разработанных экзаменационных вопросов, 1
Подборка вопросов по металловедению и ОС
Подборка вопросов для прохождения

других подобных подстраниц

.

Диаметры хомутов и расстояние между ними - Разрешение на строительство

Диаметры хомутов и расстояние между ними

Диаметры хомутов и расстояние между ними аналогичны тем, которые предусмотрены польским стандартом. Вместо клееных рекомендуется использовать сварные или сварные рамы. Такие каркасы получают сваркой двух сборных «лестниц» или сгибанием армирующей сетки (компьютерная строительная лицензионная программа).

Немецкие нормы по армированию колонн рекомендуют использовать рамы с большим количеством тонких стержней и плотно расположенными хомутами.Они основаны на предположении, что арматура в первую очередь гомогенизирует бетон колонн и ее роль в передаче изгибающих моментов более важна, чем в случае продольных сил. Максимальный процент армирования был установлен на уровне 3%, а минимальный в зависимости от гибкости колонны; при b/h = 5, (Amin = 0,5%, при blh = - 10, (Amin - 0,8%. Только для сварных каркасов допускается увеличение процента армирования до 6% (строительная лицензионная программа ANDROID). рекомендуется иметь минимальное сечение 20 см.0,1 б.. Шаг продольных стержней не должен превышать 20°, 20 см + 0,2 б или 2 б (строительный ценз). Максимум армирования устанавливался на уровне 3-4%. Поэтому армирование колонн дифференцируют в зависимости от условий и ответственности работы этих элементов.
Конструкция световых люков может опираться непосредственно на балки или на панели крыши. Пилообразные световые люки иногда также являются несущей конструкцией кровли. Их конструкция представляет собой железобетонную или стальную ферму.

Несущая система световых люков, основанная непосредственно на балках, как правило, представляет собой железобетонные или стальные рамы, покрытые кровельными панелями.Пластинчатые фонари из легких металлических элементов (программа устного экзамена). В новых решениях перекрытий холлов используются световые фонари с металлической конструкцией, обшитой легкими неармированными бетонными панелями, или линзообразные световые фонари. Линзы из стекла или пластика встроены в потолочную панель. При установке рам фонарей на фермы с бетонным покрытием бетонная накладка выполняется по всей длине фермы, а под световым фонарем бетонное покрытие равно ширине полки фермы.Элементы зенитного фонаря рассчитываются так же, как и остальные элементы здания, только с учетом того, что между зенитными фонарями образуются «мешки» со снегом (мнения о программе).

Повышенная снеговая нагрузка

Повышенная снеговая нагрузка действует на дневные пластины, и балка нагружена несимметрично. Давление и подсос ветра вызывают противоположно направленные продольные усилия в опорах рамы светового люка. Эти силы вызывают несимметричную нагрузку на лонжерон. Мансардные окна, чаще металлические, реже железобетонные, могут опираться на кровельные плиты с просветными вырезами или на специальные железобетонные или металлические балки.

Полы в производственных помещениях должны:
а) быть стойкими к истиранию и механическим повреждениям,
б) иметь стойкость к химическим воздействиям на многих предприятиях,
в) препятствовать скольжению рабочих и транспортных средств,
г) быть устойчивыми к низким или высоким температурах и низком тепловом расширении,
e) не впитывающий (юридический переплет),
f) обладают теплопроводностью; Это условие распространяется в основном на полы, на которых работают люди в положении стоя,
г) гасящие и не проводящие звуки и другие вибрации,
з) легко поддерживать в чистоте.

Структура пола зависит от назначения здания. Толщина пола должна быть установлена ​​так же, как и толщина дорожного покрытия. Предполагалось, что толщина пола должна быть кратна 5 см. Это облегчает модульное определение размеров строительных элементов (реклама 3 в 1).

Разделение пола на отдельные поля, например, с усадкой или термическим расширением, также должно соответствовать модульным размерам. По используемому материалу и способу выполнения существуют разные виды полов: твердые и мягкие, составные и однородные.

.

---

Смотрите также

• 
  Стахис лекарственный
• 
  Чем обработать теплицу весной
• 
  Как расшить джинсы в поясе
• 
  Основные показатели качества питьевой воды
• 
  Светло сиреневые обои
• 
  Птичка мандаринка
• 
  Обратная засыпка глиной
• 
  Рецепт раствора для тротуарной плитки
• 
  Ионизатор или озонатор
• 
  Гибискус как ухаживать в домашних условиях
• 
  Фильтр для воды под стиральную машину